Brookite

A brookita é o polimorfo ortorrômbico do dióxido de titânio (TiO₂), uma das quatro formas minerais naturais com a mesma composição química, mas estruturas cristalinas distintas. As outras três são akaogiita (monoclínica), anatásio (tetragonal) e rutilo (tetragonal). É significativamente mais rara que o anatásio e o rutilo, embora, como eles, apresente atividade fotocatalítica. Sua célula unitária é maior que a do anatásio ou do rutilo, contendo oito unidades de fórmula de TiO₂, em comparação com quatro para o anatásio e duas para o rutilo. As impurezas comuns incluem ferro, tântalo e nióbio. O mineral foi nomeado em 1825 pelo mineralogista francês Armand Lévy em homenagem a Henry James Brooke (1771–1857), um cristalógrafo, mineralogista e comerciante de lã inglês. Uma variedade conhecida como arkansita ocorre em Magnet Cove, Arkansas, e também é encontrada no Maciço Murun, no Planalto Olyokma-Chara, no leste da Sibéria, Rússia. Acima de aproximadamente 750 °C, a brookita se transforma na estrutura do rutilo.

A brookita pertence à classe cristalina ortorrômbica dipiramidal (2/m 2/m 2/m, também designada mmm), com grupo espacial Pcab e parâmetros de célula unitária a = 5,4558 Å, b = 9,1819 Å e c = 5,1429 Å. Sua estrutura consiste em octaedros distorcidos, cada um com um íon de titânio no centro e íons de oxigênio nos seis vértices; cada octaedro compartilha três arestas com os vizinhos, formando a estrutura ortorrômbica. Os cristais são tipicamente tabulares, alongados e estriados paralelamente ao seu comprimento, podendo também ser piramidais, pseudo-hexagonais ou prismáticos. A brookita e o rutilo podem crescer juntos em uma relação epitaxial. O mineral é geralmente marrom, às vezes amarelado ou marrom-avermelhado, ou até preto; cristais vermelhos escuros que lembram granadas piropo e almandina também são conhecidos. Apresenta brilho submetálico, é opaco a translúcido e aparece marrom-amarelado a marrom-escuro sob luz transmitida. A brookita é duplamente refringente (biaxial positiva) com índices de refração muito altos, acima de 2,5, superando o do diamante (2,42). Apresenta pleocroísmo muito fraco em tons de amarelo, vermelho, laranja e marrom, e não é fluorescente nem radioativa. O mineral é frágil, com fratura subconcoidal a irregular e clivagem pobre paralela ao eixo c, com traços perpendiculares aos eixos a e b. Sua dureza Mohs é de 5,5 a 6, semelhante ao anatásio e ligeiramente inferior à do rutilo (6 a 6,5). A densidade relativa varia de 4,08 a 4,18.